聚合物/粘土纳米复合材料中的粘土有机化

发布时间：2021-06-22 08:35

　　回顾了聚合物/粘土纳米复合材料中所用粘土的有机化方法与有机粘土的热稳定性,及其对复合材料性能的影响,指出在聚合物/粘土复合材料中粘土片层间距的变化同样有可能受到层间插层剂构象变化的影响、聚合物/粘土纳米材料的长期热氧稳定性与热失重结果可能不一致。 

【文章来源】：高分子通报. 2016,(09)北大核心CSCD

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

图１天然粘土的分类［７］Ｆｉｇｕｒｅ１Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｔｕｒａｌｃｌａｙ［７］

１０．１４０２８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－３７２６．２０１６．０９．０２１图１天然粘土的分类［７］Ｆｉｇｕｒｅ１Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｔｕｒａｌｃｌａｙ［７］图２蒙脱土的结构［９］Ｆｉｇｕｒｅ２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ［９］以增加与聚合物的相容性；其次是增大片层间距以降低粘土片层间的作用力并为聚合物分子链提供插层的空间。以分子模拟技术可以计算出烷基铵盐插层对降低剥离粘土片层所需能量的作用，如图３所示，随着烷基链长的增加，片层间的总剥离能及库伦力在１２个碳原子数附近出现急剧下降［１０］。在粘土的有机化改性方面也已有详尽的文献综述［１１］，我们在此重点阐述有机粘土的插层结构及相应的热稳定性。图３蒙脱土片层剥离能随烷基链长的变化［１０］Ｆｉｇｕｒｅ３ＣｌｅａｖａｇｅｅｎｅｒｇｙｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｌａｙｅｒｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈＣｎ－ａｌｋｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｉｏｎｓａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｃｈａｉｎｌｅｎｇｔｈ［１０］·２２８·高分子通报２０１６年９月

１０．１４０２８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－３７２６．２０１６．０９．０２１２．２芳香胺插层的有机粘土的热稳定性由于苯环的存在，芳香胺本身的热稳定性要比脂肪胺好，以芳香胺插层得到的有机粘土的热分解温度要大幅高于脂肪胺插层粘土，如图１０所示，所制备的聚酰亚胺／粘土纳米复合材料的拉伸强度随着有机粘土热稳定性的提高而增加［１８］。图１０芳香胺插层粘土的热失重曲线［１８］Ｆｉｇｕｒｅ１０Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｒｙｌａｎｄａｌｉｐｈａｔｉｃａｍｉｎｅ［１８］２．３反应性蒙脱土———多元胺和氨基酸改性的蒙脱土在Ｕｓｕｋｉ早期的开创性尼龙６插层聚合的工作中，使用的是十二烷基氨基酸而非烷基铵盐插层的蒙脱土，在聚合过程中也尝试加入可与末端羧基反应的１，６－六亚甲基二胺来调节韧性［１９］。二胺与氨基酸的特点在于提供反应性的基团，聚醚二胺插层可得到大层间距的有机粘土［２０］。２．３．１氨基酸插层的蒙脱土的热稳定性与烷基铵盐类似，随着氨基酸中碳原子数量的增加，插层后的粘土片层间距增大。各种天然氨基酸也可对粘土进行插层，其热分解机理按照Ｈｏｆｆｍａｎ消除反应进行，所以热稳定性与烷基铵盐类似［１９］。２．３．２特殊的氨基酸———多巴胺多巴胺的化学结构为（３，４－二羟基苯基）－Ｌ－丙氨酸，它广泛存在于生物体中，聚多巴胺是一种高效的粘结剂，近来发现多巴胺及其聚多巴胺改性的粘土可以有效改善聚合物的光热老化性能［２１，２２］，以多巴胺插层的粘土与Ｃｌｏｉｓｉｔｅ３０Ｂ相比可更有效地改善热塑性聚氨酯的力学性能，特别是延展性

【参考文献】：
期刊论文
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[6]氯硅烷改性蒙脱土的制备与性能[J]. 赵春贵,阳明书,冯猛.  高等学校化学学报. 2003(05)



本文编号：3242518